高中物理第十三章光8激光达标训练新人教选修.docx

8 激光更上一层楼基础巩固1.下列说法正确的是（ ）A.激光可用于测距B.激光能量十分集中，只可用于加工金属材料C.外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染D.激光可用于全息照相，有独特的特点答案：ACD2.激光的主要特点有：（1）_；（2）_；（3）_.答案：相干性好 平行度好 亮度高3.光纤通信是利用激光来传递信息，因为它能像无线电波那样进行调制，这是利用了_的特性；激光测距雷达可以测量距离，并且能根据多普勒效应测出目标的运动速度，这是利用了激光的_特点.答案：相干性好 方向性或平行度好4.下列说法正确的是（ ）A.两支铅笔靠在一起，自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B.偏振光可以是横波，也可以是纵波C.因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象D.激光可以像刀子一样切除肿瘤解析：两支普通铅笔靠在一起，中间的缝远远地大于光的波长，因此，光从中通过时不会成为偏振光；光是横波，偏振光也是横波；激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象；激光有很多用途，其中包括做手术、切除肿瘤.答案：D5.根据激光亮度高、能量集中的特点，在医学上可以利用激光（ ）A.杀菌消毒 B.切除肿瘤C.透视人体 D.“焊接”剥落的视网膜解析：利用激光亮度高，能量集中的特点可以在医学上切除肿瘤和“焊接”剥落的视网膜，B、D两项正确.答案：BD6.将激光束的宽度聚焦到纳米级（10-9 m）范围内，可修复人体已损坏的器官，参考DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病等彻底根除，这里应用了激光的（ ）A.平行性好的特性 B.单色性好的特性C.亮度高的特性 D.粒子性好的特性解析：激光的特性之一就是强度大、亮度高，医学上用的激光刀就是其应用.答案：AC7.下列应用激光的事例中错误的是（ ）A.利用激光进行长距离精确测量B.利用激光进行通信C.利用激光进行室内照明D.利用激光加工坚硬材料解析：激光的单向性好，不利于室内照明，并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高，且由于激光的能量集中，会对人体产生伤害，因此选项C所述激光的应用是错误的.答案：C8.激光发光功率为P，发出的激光在折射率为n的介质中波长为，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是（ ）A.该光在真空中的波长为n B.该光在真空中的波长为/nC.该光的频率为c/ D.该光的频率为c/n解析：注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样，由于速度变化的原因、波长会相应变化，对同一频率的光它在真空中的波长应大于介质中的波长.答案：AD9.应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离.对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离.若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，则月球到地球的距离大约是_km.解析：真空中的光速c=3.0108m/s，从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间t=2.56 s，月球与地球距离为l=ct=3.01082.56 m=3.84105 km.答案：3.8410510.医用激光刀与普通手术刀相比有何优点?解析：激光刀的应用原理是热作用，它主要包括激光切割和激光气化两方面，前者利用的激光光斑很小，故切割时呈线状气化，而后者使用的光斑比较大，对切割部位（如瘤痣）直接气化.激光刀的优点：（1）激光刀不与组织直接接触，故不会由它引起细菌感染.（2）由于激光束只与直接照射的组织起作用，加上手术时间短，对周围正常组织的损伤小.（3）由于激光的热效应能使血液凝固，对小血管起封闭作用，达到止血的效果，因此可避免切除肿瘤时引起出血而导致肿瘤细胞的扩散.（4）手术时无锯齿噪声，无振动，并可作各种特殊形态的切口，不足之处主要是皮肤胶原受热损后延迟愈合的时间.综合应用11.下列说法正确的是（ ）A.如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些B.激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息C.激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪D.从本质上说激光是横波解析：如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略小些.激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传送信息，激光雷达能根据多普勒效应测目标的运动速度，从而对目标进行跟踪，激光是横波.答案：BCD12.红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每一道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为P，所发射的每个光脉冲持续的时间为t，波长为，则每个光脉冲中含有的光子数是（ ）A. B. C. D.解析：一个光脉冲的能量：E=Pt.每个光子能量E0=h，所以每个光脉冲中含有的光子数n=.答案：D13.准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于进行近视眼的治疗，用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦.关于这个治疗，以下说法中正确的是（ ）A.近视眼是物体在眼球中成像在视网膜的前面，使人不能看清物体B.激光具有高度的方向性，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术C.激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D.激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削解析：激光手术是物理技术用于临床医学的最新的成果.人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体.当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人们不能看清楚物体，这就是近视眼.激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜.答案：ABD14.一个氦氖激光器能发出4.741014 Hz的红光，求它在真空中的波长为_m；进入折射率为的透明介质中，这束激光的波长为_m，波速为_m/s.解析：由波速、波长和频率关系c=f，在真空中的波长为= m=6.3310-7 m，进入介质中，由n=得= m=4.6910-7 m.由n=得v= m/s=2.12108 m/s.答案：6.6310-7 4.6910-7 2.1210815.某脉冲激光器的耗电功率为2103 W，每秒输出10个光脉冲，每个脉冲持续时间为10-8s，携带的能量为0.2 J，则每个脉冲的功率为_W，该激光器将电能转化为激光能量的效率为_.解析：由每个脉冲持续时间为10-8 s，携带的能量为0.2 J，则每个脉冲的功率为P= W=210-7 W，该激光器将电能转化为激光能量的效率为=100%=0.1%.答案：2103 0.1%16.一台激光器，它的功率为P，如果它射出的单色光在空气中的波长为，则这束单色光的频率是_，它在时间t内辐射的光能为_，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_.解析：根据v=f可得这束单色光的频率为f=c/；激光器在时间t内做的功W=Pt转化为光能；这束单色光对该介质的折射率n=c/v，设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C，则sinC=1/n=v/c，所以C=arcsin=.答案：c/ Pt arcsin（v/c）17.(2005上海)如图13-8-3所示，一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝.将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束.在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线.图(a)为该装置示意图，图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中t1=1.010-3 s，t2=0.810-3 s.图13-8-3(1)利用图(b)中的数据求1 s时圆盘转动的角速度；(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度t3.解析：本题综合考查激光器、传感器、圆周运动的题目.答案：(1)由图线读得，转盘的转动周期T=0.8 s角速度= rad/s=7.85 rad/s(2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动(理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表